桥梁节段模型试验研究的顾虑之一,是制作扁平箱梁节段模型时各个棱角制作误差,比如棱角圆化对其气动力和涡脱特性的影响,但至今未见相关报道。该研究采用雷诺时均Navier-Stokes(RANS)方程和SST k-ω湍流模型对大带东桥主跨扁平钢箱梁开展了计算流体动力学模拟(CFD)。在节段模型制作误差可能导致的棱角圆化半径范围内,对比了加劲梁绕流形态、平均气动力系数和漩涡脱落S t数。研究表明:扁平箱梁棱角小半径圆化时半径的增大使得局部流动的分离强度减小,但分离点位置不再固定;模型棱角圆化对扁平箱梁平均气动力和漩涡脱落S t数的影响可忽略不计;前缘棱角圆化后加劲梁气动特性的Re效应不明显。研究认为,可不考虑加劲梁风洞试验模型棱角小半径圆化对主梁气动特性的影响,因而CFD模拟时加劲梁风嘴前缘棱角可作小半径圆化处理,以降低网格数量、提高...

为了控制超声速气流中壁板的颤振,在壁板上颤振变形较大的位置粘贴压电片,并连接负电容分流电路。利用负电容分流电路改变壁板弯曲刚度,从而提高壁板的颤振临界速度;有限元计算结果表明,负电容分流电路可以提高壁板的模态频率和颤振临界速度。随着负电容绝对值的增大并接近压电片固有电容,壁板颤振临界速度快速升高;非线性颤振计算结果也验证了负电容对壁板颤振控制的有效性。

采用工业无线传感器网络的机械状态监测系统需要进行复杂的数据压缩和高精度的重构,而传感器网络节点资源受限,针对这一问题提出基于小波包字典优化的旋转机械振动信号压缩感知重构方法.该方法结合小波包多分辨率分析及K-SVD字典训练方法,提出了小波包字典优化方法代替传统的正交基字典稀疏表示方法,提高稀疏度.根据旋转机械振动信号自身特征,提出用块稀疏贝叶斯学习最大期望值算法,代替传统仅依赖于稀疏假设的算法实现信号重构.实际轴承振动信号仿真结果表明,该方法相对于传统的压缩感知方法重构性能明显提高.

提出了一种利用复合材料管向内翻转、压溃来吸收冲击能量的吸能器。吸能器由复合材料管和两端的连接帽组成,其中一个连接帽内端面为平面;另外一个连接帽内端面为曲面,在复合材料管受到轴向冲击时,使管壁内翻,产生分层和断裂,并逐渐填满复合材料管内腔。在复合材料管的压溃过程中,没有任何的碎屑溢出,在管材内腔的碎屑逐渐被压实,进一步提高吸能器的性能。吸能器主要通过复合材料分层、断裂以及复合材料管与套筒间的摩擦来吸收冲击能量。分别使用静态试验和冲击试验研究了连接帽内表面曲率对吸能效果的影响,结果表明,该新型吸能器在减小初始峰值载荷的同时能够增加材料的比吸能,非常适合应用于轻量化的抗冲击结构中。

为研究瞬态空化工况下CAP1400核主泵动力学特性,基于层约束设计方法对叶轮叶片进行优化设计,使得产生在后盖板附近的气泡不至快速向前盖板方向发展,即将汽泡发展约束至不同层内。基于雷诺平均动量方程和SST k-ω湍流模型,通过CFX软件对核主泵空化瞬态过程进行定常和非定常数值计算,得到最优层约束叶片模型和空化发展过程中叶轮的瞬态轴向力与径向力变化,对时域信号进行快速傅里叶得到轴向力与径向力的频域特性。模拟结果分析表明：层约束叶片设计能够有效提升泵在小流量工况时的水力效率,而保持其在额定工况区域水力效率基本不变;空化瞬态过程叶轮所受轴向力指向叶轮进口,受空化汽泡带来的叶片表面压力差变化的影响较大;叶轮瞬态径向力合力周向分布规律不受空化程度的影响,而与泵本身的运行状态有关;核主泵在低频范围内径向持续振...

为了研究管道系统严重段塞流的瞬态特性,以下倾管-立管系统为建模对象,建立了气液两相严重段塞流的一维数值模型。该模型基于分层流理论和分相流理论,分别对严重段塞流的四个阶段(液塞形成、液塞流出、液气喷发和液体回流)进行理论建模。模型的仿真结果与文献中的实验数据相对误差在10%以内,验证了该理论模型的有效性。在此基础上,对严重段塞流现象进行了数值仿真,并分析了气液折算速度对严重段塞流瞬态特性的影响。结果表明下倾管-立管系统严重段塞流现象具有明显的周期特性,并且周期随着气相折算速度的增大而减小;立管底部压力波动幅值随着气相折算速度的增大而增大。研究结果可为管路系统的设计和振动预防提供参考。

针对高压降套筒式蒸汽疏水阀节流内件无法针精确设计和选用，并产生强烈振动的问题，基于直接边界元法对不同降压级数、节流孔径的疏水阀模型进行流激振动数值模拟研究，得到疏水阀不同开度下监测点处的振动频谱曲线及总振级随阀门开度变化规律。分析结果表明：不同开度下蒸汽疏水阀流激振动频谱特性由阀内节流件结构决定，受开度变化影响很小；在额定流量和额定压差不变情况下，总振级随降压级数增加而降低，但振动频谱特性基本不变，随节流孔径减小，总振级显著降低，且振动主要成分向50～500 Hz频率范围集中，为阀内节流件设计时避免流激共振提供参考，考虑节流套筒开孔时加工特点，节流孔径应取4～5 mm；实际使用中，为降低振动应尽量使疏水阀在中间开度下工作。

低频线谱的有源控制是减振降噪中的重要技术,在对磁悬浮-气囊混合隔振器理论研究与有限元仿真的基础上,设计了专门针对混合隔振器的测力工装夹具,进一步对混合隔振器进行了主动控制力实验研究,得出混合隔振器输出力特性。在实验的基础上针对机械线谱振动,提出一种基于力为误差信号的主动控制方法,并进行实验验证。实验结果表明在以力为误差信号下,对主被动混合隔振平台传递力的低频线谱控制效果好,并可显著降低主动控制实验平台的低频线谱振动。

经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)存在的模态混叠现象严重影响了其应用效果,成为制约其在工程中推广应用的一个重要难题。在总结引起模态混叠的主要原因及分析模态混叠产生机理的基础上,借鉴高频谐波加入法(High Frequency Harmonic Added EMD,HFHA-EMD)原理并对高频谐波信号的构造进行改进,提出了一种应用自适应带宽信号的B样条EMD(B-Spline EMD,BS-EMD)模态混叠消除方法。该方法利用EMD的二进带通滤波特性和总是先分离高频分量的特点,根据被分析信号的BS-EMD得到的第一个IMF分量确定带宽限制频率和带宽限制幅值,从而构造出自适应带宽限制信号。通过在原始信号中添加自适应带宽限制信号来改变EMD带通滤波器的中心频率,再进行BS-EMD分解消除模态混叠。与EMD、BS-EMD进行对比分析,验证了该方法的优越性。与HFHA-EMD的对比仿真分析表明,两种方法都可以有效消...

在进行自适应最稀疏分析（Adaptive and Sparsest Time-Frequency Analysis,ASTFA）时需要人为地选定分量带宽控制参数λmax，λmax选用不当会引起模态混淆，针对ASTFA的这种缺陷，利用总体平均经验模态分解（Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD）的自适应性，提出完全自适应最稀疏分析（Complete Adaptive and Sparsest Time-frequency Analysis，CASTFA）方法。CASTFA以EEMD分解出来的分量为参考，自适应地确定λmax。仿真结果结果表明CASTFA能够抑制ASTFA方法的模态混淆现象，且分解效果优于EEMD方法。将CASTFA方法应用于转子碰摩故障诊断，结果表明了该方法的有效性。